Elektromosságot vezető szerves polimerek a XXI. század műanyag fémei

Hasonló dokumentumok
Tárgyszavak: alakmemória-polimerek; elektromosan vezető adalékok; nanokompozitok; elektronika; dópolás.

Polimer nanokompozitok

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. Villamosmérnöki és Informatikai Kar. Doktori értekezés

A tételekhez segédeszköz nem használható.

A polimer elektronika

Az anyagok mágneses tulajdonságai

Termoelektromos polimerek és polimerkompozitok

Kapd fel a csomagod, üdvözöld a kalauzt és szállj fel!

Szigetelők Félvezetők Vezetők

VIZES INFÚZIÓS OLDATOK TARTÁLYAINAK ELŐÁLLÍTÁSÁHOZ HASZNÁLT LÁGYÍTOTT POLI(VINIL- KLORID)-ALAPÚ ANYAGOK

Félvezető és mágneses polimerek és kompozitok

Polimer kompozitok alapanyagai, tulajdonságai, kompozitmechanikai alapok

Szilárd anyagok. Műszaki kémia, Anyagtan I. 7. előadás. Dolgosné dr. Kovács Anita egy.doc. PTE MIK Környezetmérnöki Tanszék

Az Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzék módosításának eljárásrendjéről szóló 133/2010. (IV. 22.) Korm.

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei


JÖHET A FRISSÍTŐ NYÁR! A l e g j o b b s z a k t a n á c s a d á s s a l. A j ó t a n á c s a r a n y a t é r.

UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA

3


100% BIO Natur/Bio kozmetikumok és testápolás

MELLÉKLET. a következőhöz: A Bizottság felhatalmazáson alapuló rendelete

ORVOSI RENDELŐ ENERGETIKAI FELÚJÍTÁSI MUNKÁLATAINAK ELVÉGZÉSE ÖSSZEGEZÉS AZ AJÁNLATOK ELBÍRÁLÁSÁRÓL

Hallgatói Tájékoztató 2012 Kutatás, témák, TDK lehetőségek. Menyhárd Alfréd Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék. Budapest április 25.

1 ábra a) Kompaundálás kétcsigás extruderben, előtermék: granulátum, b) extrudált lemez vákuumformázásának technológiai lépései, c) fröccsöntés

Nyomtatott huzalozású lemezek technológiája

A kolloidika tárgya, a kolloidok osztályozása rendszerezése. Bányai István

A fényoszlop elemei az illetéktelen szétszerelés ellen speciális kulcsnyílású csavarral rögzítettek.

Folyékony kerámia hőszigetelés.

2012/4. Pannon Egyetem, MOL Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszék, Veszprém RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLATTECHNIKA

A jövő anyaga: a szilícium. Az atomoktól a csillagokig február 24.

Aktuális akciós árak

A 2009/2010. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első (iskolai) forduló KÉMIA I-II. KATEGÓRIA FELADATLAP

Ionos folyadékokból előállított polimer membránok vizsgálata

MÉRET ANYAG SZÍN. világos barna. kővel kevert tégla-falburkolat sötétkék festék (színkeveréssel) 8 x 8 cm aluminium

VEGYÉL EGY NAGY LEVEGŐT...

Zöld Kémiai Laboratóriumi Gyakorlatok. A ciklohexén előállítása

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA, UTÓMŰVELETEK

a NAT /2010 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

NYOMÁS ALATT AZ ÁRAK!

LÁNGATOMABSZORPCIÓS MÉRÉSEK

1. Kolorimetriás mérések A sav-bázis indikátorok olyan "festékek", melyek színüket a ph függvényében

Tárgyszavak: kompozit; önerősítés; polipropilén; műanyag-feldolgozás; mechanikai tulajdonságok.

Elektrokémiai módszerek

2. tétel. 1. Nemfémes szerkezeti anyagok: szerves ( polimer ) szervetlen ( kerámiák ) természetes, mesterséges ( műanyag )

Jelátalakítók vagy érzékelők beépített kiértékelő elektronikával. Túlterhelésálló és hosszú időn át stabil a kerámia mérőcellának köszönhetően.

Havancsák Károly, ELTE TTK Fizikai Intézet. A nanovilág. tudománya és technológiája

NANOELEKTRONIKA JEGYZET MIZSEI JÁNOS RÉSZEIHEZ

A települési szilárd hulladék összetétele és a csomagolási hulladékok részaránya. Bese Erzsébet Szombathely, 2007 április

Villamos tulajdonságok

Gerhátné Udvary Eszter

MAMS Old Timer Youngtimer 125 2T Bajnokság és Kupa technikai kiírás

MAGYAR ÉLELMISZERKÖNYV (Codex Alimentarius Hungaricus)

OTKA beszámoló

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Nemzeti Akkreditáló Testület. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Trypsinum Ph.Hg.VIII. Ph.Eur TRYPSINUM. Tripszin

KORONKA DÁNIEL. Poli(poli(etilén-glikol)-metil-éter-metakrilát-ko-Nvinilimidazol) kopolimerek előállítása és tulajdonságaik vizsgálata

Diszperz rendszerek. Kolloid rendszerek. Kolloid rendszerek

GYÓGYSZERTECHNOLÓGIA 1. MUNKAFÜZET

Kémiai alapismeretek 11. hét

Indikátor izobesztikus pontjának és koncentrációjának meghatározása

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZÕ OKIRAT (1)

ACIDUM ASCORBICUM. Aszkorbinsav

Nyit/Zár (ON/OFF) zónaszelepek AMZ 112, AMZ 113

A VÍZ OLDOTT SZENNYEZŐANYAG-TARTALMÁNAK ELTÁVOLÍTÁSA IONCSERÉVEL

IX/5. IX. Elektromos munkák. 77. Felsővezetékek. TERC Kft

Szerelési és üzemeltetési utasítás Ultromat Utóhígító egység polimeroldatok számára

Gyógyszerhatóanyagok azonosítása és kioldódási vizsgálata tablettából

Deformáció hatása a hidrogéntárolás tulajdonságaira Mg-alapú amorf ötvözetben

CSOMAGOLÁS. Csomagolás és csomagolóanyagok. Gyógyszertechnológiai és Biofarmáciai Intézet

A pontosság mércéje: Bosch méréstechnika. Mérés PLR 50 és PMB 300 L. Szintezés PCL 10, PCL 20, PLT 2 és PLL 5. Helymeghatározás PDO Multi és PDO 6.

Elektromosan vezető polimerek mágneses nanorészecskékkel alkotott kompozitjai. Janáky Csaba

Rácsok Exkluzív széria

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

Elektrokémiai gyakorlatok

Az optikai szálak. FV szálak felépítése, gyakorlati jelenségek

Alkímia Ma. az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával. KÖZÉPISKOLAI KÉMIAI LAPOK

2.4 Fizika - Elektromosságtan Elektromos vezetés. Vezetési folyamatok szilárd testekben

Új kötőanyagrendszer előállítása ipari hulladékanyag mechanokémiai aktiválásával

NANORENDSZEREK ÁLTALÁNOS TULAJDONSÁGAI ÉS ORVOSI ALKALMAZÁSAI

Didaktikai feladat: frontális osztálymunka, egyéni munka, csoportmunka, ismétlés, tanár-diák párbeszéd, ellenőrzés, értékelés

ÉSZAK-DUNÁNTÚLI KÖRNYEZETVÉDELMI, TERMÉSZETVÉDELMI ÉS VÍZÜGYI FELÜGYELŐSÉG mint első fokú környezetvédelmi, természetvédelmi és vízügyi hatóság

Inverteres hegesztőgép MMA (elektródás) hegesztéshez CW-BL130MMA CW-BL145MMA CW-BL160MMA CW-BL200MMA CW-BL160G CW-BL200G KEZELÉSI UTASÍTÁS

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Kerámiák és kompozitok (gyakorlati elokész

Papírfeldolgozó Nyomtatványfeldolgozó 2/59

Abszorpciós fotometria

OTKA KUTATÁS ZÁRÓJELENTÉSE

A XVII. VegyÉSZtorna I. fordulójának feladatai és megoldásai

Az Európai Unió Hivatalos Lapja 283

ETHANOLUM (96 PER CENTUM) (1) 96 %-os Etanol

NÁTRIUM-POLIAKRILÁT ALAPÚ SZUPERABSZORBENS POLIMEREK (SAP) ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

Mojzes Imre. A szerves anyagok alkalmazása a mikro- és optoelektronikai áramkörökben újszerű alkalmazások lehetőségét nyitja meg.

Modern műszeres analitika számolási gyakorlat Galbács Gábor

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin

Átírás:

Elektromosságot vezető szerves polimerek a XXI. század műanyag fémei Fából vaskarika? KÉMIA szabadegyetem március 22.

POLIMEREK: ismétlődő egységekből, monomerekből felépülő nagyméretű molekulák, melyekben az egységeket kémiai kötések kapcsolják össze

Pirrol, savgőz, PANI (1862) Letheby Dall Olio (1968) vizes kénsav oldatban elektrolízis útján - ún. fekete pirrol sószerű Szerves anyagok elektrokémiai oxidációja - fekete réteg (polimerizáció) szigetelő - aktív felület csökkenése, nemkívánatos mellékfolyamat (az áramhatásfokot csökkenti), elkerülendő Shirakawa (1977) a poliacetilén vezetése jódgőz hatására 10 nagyságrenddel nő: 10 3 S/m! Diaz (1979) elektrokémiai szintézissel PPy

Műanyag fémek avagy fából vaskarika

Konjugáció: egyszeres és kettős kötések Alap- és oxidált állapot Műanyag fémek avagy fából vaskarika

Elektrokémiai átalakítás -reverzibilis 300 200 100 I / 0-100 -200-500 0 500 1000 E / mv

A vezetés változása Műanyag fémek avagy fából vaskarika

A látható fény elnyelésének változása - oxidáció Műanyag fémek avagy fából vaskarika

Abszorbancia A redukció során 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 300 400 500 600 700 800 900 Hullámhossz (nm)

m / g A polimerfilm tömegváltozása 12 10 A 0,54153 0,04528 B 6,79177E-4 3,94701E-6 --------------------------------- R = 0,99771 SD = 0,19142, N = 138 P = 5,29056E-161 8 6 4 2 0 5000 10000 15000 20000 Q / C

A szintetikus fémek - ki- és bekapcsolhatók Műanyag fémek avagy fából vaskarika

Reverzibilisen átalakíthatók - kémiai oxidáns pl. I 2 P + X. = P + X - Polimerrel módosított elektródok - elektrokémiai átalakítás P + X - = P + X - + e - hatására anionok - elektroneutralitás

a polaron képződése: N 0 = P + + e - a bipolaron képződése: P + = B 2+ + e - a polaronok kölcsönhatása: P + + P + = PP ++

a láncnövekedés két lehetősége: az oxidált film monomerrel vagy annak oxidált formájával kapcsolódik? 1.9 V 1.4 V

Alkalmazásaik

Színváltó üveg, okos ablak (smart window)

LED képernyős televíziók, világító GPS térkép Műanyag fémek avagy fából vaskarika

Feltekerhető, flexibilis képernyő Szerves polimerből készült tranzisztor

Összetett anyagok, polimer alapú kompozitok, hibridek

Intensity Elektromosan vezető polimereken alapuló összetett anyagok Lehetőség arra, hogy kombináljuk a vezető tulajdonságot optikai/mágneses/fotokatalitikus/biokatalitikus tulajdonságokkal 600 500 400 300 4 3 200 100 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

conductivities Stabilizált vezetésű elektrokatalizátor 3.0 2.5 electric S/cm 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Műanyag fémek avagy fából vaskarika 0 1 2 3 4 5 Ag content % heat W/K.m

lg(s/s 0 ) Megnövelt vezetésű hibrid 6 4 2 0 0% 1% 2% 3% 4% 5% Ag [mass%]

I photo / A I/ A -200 Fotoelektrokémiai oxigéndetektor -250-300 -258 A -350-355 A -400-450 0-500 0 200 400 600 800 1000 t/s -50-100 -150 y = -19.81 x - 13.95 R 2 = 0.96-200 -250-300 -350-400 -450 0 5 10 15 20 O 2 /mg l -1

I ( A) A fény a hidrogén-peroxid bomlását katalizálja 10 5 mv/s 0-10 -20-30 -40 N 2 atmoszféra O 2 atmoszféra O -50 2 atmoszféra + megvilágítás -1,2-1,0-0,8-0,6-0,4-0,2 0,0 0,2 0,4 E (V) vs Ag/AgCl

I ( A) Foto-elektrokémiai hidrogén-peroxid érzékelő 0-10 - 0.2 V - 0.3 V -20-30 I = -0.1665 A M -1 * c - 5,76 *10-6 A R 2 =0,9985-40 -50-60 I = -0.1734 A M -1 * c - 14.64 *10-6 A R 2 =0,9954-70 -80-90 0 100 200 300 400 c H 2 O 2 ( M)

Hajtóerő a beépüléshez és a stabil kompozit kialakításához magnetit A B

Lehetőség biomolekulák immobilizálására magnetit borított magnetit PPy / B12 / magnetit

m g Tömegnövekedés a polimerizációk során 6 5 4 Polypyrrole Polypyrrole + magnetite Polypyrrole + magnetite + B12 B12 15 m/m % Fe 3 O 4 27 m/m % 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 t / s

G. Gershwin C. Visy: Chemistry in blue

Mágneses elektród

Hangolható mágnesesség

Hibridek alkalmazási lehetőségei a megújuló energiák hasznosítása terén p/n félvezetők alkotta napelemek Tüzelőanyag-cellák katódja O 2 -redukció Termoelektromos áramtermelés

PEDOT / TiO 2 hibrid - p/n heterojunction A nanocsőkötegek beborítása A p-típusú félvezető a polimer Az n-típusú: TiO 2 nanocső köteg

Current density / A cm -2 I / ma Absorbance Elektroaktivitás és reflexiós UV-látható színkép 1,0 0,8 0,6 0,4 5 10 25 mv/s 50 100 PEDOT 0,2 0,0-0,2 TiO 2 + PEDOT -0,4-0,6-0,8-0,6-0,4-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 E / V vs. Ag/AgCl 200 300 400 500 600 700 800 Wavelength / nm TiO 2 200 180 Foto-elektrokémiai aktivitás 160 140 120 100 80 light off light on 70 A cm -2 50 s 60 40 20 0-20 -0,8-0,6-0,4-0,2 0,0 0,2 0,4 Potential / V

I / A Polipirrol / Fe 3 O 4 hibrid - katód O 2 -redukció kulcsszerepe a tüzelőanyag-elemekben Magnetit nanorészecskék beépítése vezető polimerekbe Fotokatalitikus aktivitású új elektród -12 PPy / Fe 3 O 4-16 dark -20-24 -28-32 illuminated -36 300 400 500 600 700 800 900 t / s

U/mV Termoelektromos anyagok Bi 2 Te 3 (~250 μv/k) Politiofén 25 20 Y = (1.283 ± 0.001)X +(-9.976 ± 0.016) r = 0.9998, F = 2301536 15 10 5 0 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 T/K

Kémiai Nobel díj 2000. Alan MacDiarmid ( ), Hideki Shirakawa, Alan Heeger

Köszönöm a figyelmet.